波形刃铣刀铣削力的预报数值模型

为优化波形刃铣刀的设计和正确应用 ,建立一个离散的数值模型来预报铣削力的大小。根据已有的单位铣削力模型和它与切屑厚度的关系 ,获得局部铣削力的大小。将铣刀沿轴线方向划分成小的铣刀片 ,把作用在铣刀片上的局部铣削力叠加到一起 ,从而建立起离散的数值切削模型。提供了计算铣削力和参数标定的算法。通过几组实验 ,验证了数值模型的有效性     

基于切削力的铣刀破损实时监测技术研究

介绍了铣削过程人破损监测系统,分析了刀具破损和特殊切削条件下切削力的波形特征,阐述了两者变化规律的不同,引入自发算法对刀具破损进行了识别,用实验方法确定了被损 坎值。     

圆弧形槽切削的切削力研究

本文从理论上建立了圆弧形槽切削的切削模型,在此基础上推导出圆弧形槽切削的切削力公式及切削方程式。同时,对本文提出的切削力公式进行了实验验证。结果表明,理论预测值与实验值符合得较好。     

变齿距铣刀切削力理论与试验研究

本文考虑了铣刀的螺旋角及变齿距特性,基于切削力力学模型建立了变齿距立铣刀切削力模型;以该模型为基础,采用快速标定法测量的铣削力系数,利用Matlab软件对铣削力进行了仿真分析.同时,开展了变齿距铣刀铣削试验.试验与仿真分析的比较结果表明:对于变齿距铣刀,本模型都具有可靠有效的切削力预测能力;采用传统的快速标定法获得的铣削力系数可以应用于变齿距铣刀切削力预测,并可获得较好的效果;由于变齿距效应,各个刀齿承受的切屑载荷不同,相邻切削刃的铣削力峰值和相位也显示出明显差别.该方面研究对认识该类铣刀的切削力特性,开展刀具几何参数优化具有一定的指导意义.     

圆锥螺旋铣刀的铣削力仿真

应用微分几何理论，给出了圆锥螺旋赞和何特性，据此导出了三维非线性铣削力模型，继而采用非线性规划识别切削力系数。     

天然气管道瞬态仿真研究综述

天然气管道仿真技术是天然气管网设计、运行、管理核心基础技术.在天然气管网大型化、复杂化、智慧化和多气源供应发展的大背景下,该技术将发挥着越来越重要的作用.为此,调研了中外天然气管道瞬态仿真的研究进展,梳理了在数学模型、求解方法和加速仿真3个方面的研究历程,总结了当前的研究成果,分析了今后的发展趋势.目前天然气管道仿真技...     

立铣过程的切削力建模方法与模式分类

从Ｋｒｏｎｅｎｂｅｒｇ公式出发，推导出了立铣加工过程的基本切削力教学模型；用Ｇａｕｓｓ－Ｌｅｇｅｎｄｒｅ数值积分计算式，采用极值探索法，由一系列实验值确定出切削力模型中的系数与指数项常数。     

SPH法数值仿真三维切削破岩和切削力估算

以Mohr-Coulomb模型描述岩石,在LS-DYNA中用SPH(Smootheed Particle Hydrodynamics)法模拟三维刀齿切削破岩,探讨切削参数和岩石性质对切削力的影响.基于切削力随各切削参数和岩石性质的变化规律,建立切削力估算公式.用所得公式计算切削力,并与实验值进行比较.仿真结果表明:切削厚度、切削前角、切削宽度、岩石的内聚力和内摩擦角对切削力影响显著,切削速度在较低范围内变化时对切削力影响非常小.三维切削仿真能够较好地反映刀齿两侧岩石颗粒对切削的影响,比二维理论模型更接近实际.所得切削力估算公式能准确计算仿真中的平均切向力,且其计算值能与实验吻合较好.验证了基于SPH法的数值仿真用于研究刀齿切削破岩的可靠性.     

双圆弧齿轮精确建模与分析

依据任意转角位置的双圆弧齿轮齿面数学模型,利用Pro/E得到了完整轮齿面的精确齿轮模型.应用模型分析了齿轮的啮合和齿根应力.该模型为双圆弧齿轮的三维数字化设计、有限元分析、虚拟制造等奠定了基础.     

球头铣刀切削刃存在差异的切削力系数辨识

为了准确辨识得到球头铣刀切削刃存在差异的切削力系数,提出结合平均铣削力方法和粒子群优化算法的辨识方法.首先,建立球头铣刀的铣削力模型,推导基于平均铣削力且忽略切削刃差异的切削力系数辨识模型.然后,以基于平均铣削力方法辨识得到的切削力系数为初值、最小化铣削力仿真结果和测量结果的偏差平方和为目标,引入修正系数为设计变量,设计基于粒子群优化的切削力系数修正算法.最后,进行仿真和实验验证,相关结果表明采用修正后的切削力系数不仅能准确地预测切削刃存在差异的铣削力峰值,而且具有更好的吻合度和精度.     

数控加工仿真中螺旋立铣刀的建模

针对现有数控加工仿真中物理仿真功能不准确问题，讨论了满足物理仿真要求的刀具建模理论和方法；阐述了螺旋立铣刀的建模过程；提出了统一的立铣刀轮廓模型、精确的切削刃表达方法和粗略的刀具表面模型；建立了不同截面螺旋线的通用方程；并用计算机语言加以实现．此模型可为切削加工仿真过程准确提取铣刀瞬时切削刃的长度、切削点的坐标和局部刀刃的几何形状．     

基于实体造型的球头铣刀三维铣削力仿真

提出了基于实体造型技术的复杂曲面球头铣刀三轴铣削加工过程三维铣削力仿真方法。整个系统由几何仿真模块和物理仿真模块组成。用基于UGⅡ的实体造型技术表示工件、刀具、刀具扫描体以及被切除材料实体,用分段三次NURBS曲线表示刀具切削刃,通过NURBS曲线和被切除材料实体之间的求交运算,抽取参与切削的切削刃片段。基于切削力与切屑几何之间的经验关系,用数值积分方法建立了球头铣刀三分量铣削力模型。在径向未变形切屑厚度公式的推导中,考虑了刀具进给运动的三维特点。在铣削力系数模型中,考虑了切屑厚度变化对铣削力影响的指数关系和铣刀球头部分不同位置切削微元不同切削条件的特点。实验计算表明,仿真与实测的铣削力达到了很好的一致性。     

面向钛合金结构件的铣削刀具性能评价

航空钛合金结构件具有材料和结构双重难加工特性,选择刀具时既要考虑刀具/工件在材料方面的匹配,又要关注刀具/工件在结构方面的匹配.针对目前国内航空制造业在钛合金结构件高性能加工方面对铣削刀具选择及评价的迫切需求,在已有研究的基础上设计了综合考虑航空钛合金结构件难加工特征的典型基准件模型,基于模糊数学理论分别构建了粗、精加工刀具性能模糊综合评价模型,并进行了基准件模型铣削试验,应用所构建的综合评价模型对铣削刀具性能进行综合评价与分析.研究结果表明,所构建的基准件模型和模糊综合评价模型可以准确、快捷地评价铣削刀具性能.     

数控加工模拟中刀具半径补偿的分析与设计

数控加工模拟在现代加工制造中具有应用价值.FANUC数控系统在国内数控机床中得到极为广泛的应用,对该数控系统中刀具半径补偿的讨论具有典型意义.要保证数控加工模拟与数控系统的结果一致,就要求模拟系统的刀具半径补偿算法与实际数控系统中的算法一致.文章以直线-直线轮廓为重点,讨论了刀具半径补偿中右偏的处理方法,在此基础上对直线-圆弧、圆弧-直线、圆弧-圆弧三种轮廓的特点进行了详细分析,给出了这三种轮廓中刀具右偏的设计方法.使用文中描述的处理方法和算法指导软件设计,效果良好.     

盾构切削混凝土刮刀受力和磨损的离散元数值模拟研究

随着城市隧道建设过程中盾构切削混凝土基础案例逐渐增多,研究盾构刮刀在切削混凝土过程中的受力和磨损对于保障盾构安全高效掘进、拓宽盾构机适用范围意义重大.在前期试验的基础上,利用离散元软件EDEM,对刮刀切削混凝土过程进行了数值模拟,研究了刀具参数（刀具前角、刀具后角、刀具形状）、试件强度、切削深度和切削速度对刀具受力的影响,并基于Archard模型探讨了刀具的磨损情况.计算结果表明,刀具前角越大,刀具受力越小;刀具后角和形状对其受力影响较小;试件强度、切削深度和切削速度越大,刀具的受力越大.数值计算得到的刀具切削力平均值与室内试验结果总体上有很好的一致性.刀具磨损情况最为严重的部位是刀尖;刀具前、后角越大,刀具磨损越严重;刀具磨损随切削深度、试件强度、切削速度的增大而增大.研究成果可为盾构刮刀设计和选型提供参考.     

切削振动计算机仿真的数值方法

以平面端铣为例,介绍了应用Runge-Kutta方法求解机床结构多自由度系统运动微分方程组仿真切削振动的公式和算法,数字仿真铣削强迫振动和自激振动的结果,与采用Simpson公式－快速券积－迭代法求解系统运动积分方程组仿真的结果非常接近,并与他人研究结论相符,实验证明了两种数值方法,尤其是后者的收敛,为它们用于切削振动计算机仿真的可行性提供了佐证。     

金属振动切削的数值模拟研究

针对材料高速切削过程提出基于耦合欧拉-拉格朗日表述的有限元模型.该模型在消除网格畸变、无需网格再划分和应用分离准则的条件下,由材料塑性流动控制切削过程中切屑材料的分离行为,突破了拉格朗日方法中预设切屑材料沿直线轨迹分离的局限性.研究表明,该模型可用于材料振动切削过程的数值模拟研究.本文主要针对该过程中切削力、加工表面完整性、切屑形貌及其转变等行为进行模拟研究.     

金属切削过程中的建模与仿真

模型在产品制造中具有重要作用，对产品制造中的模型及其仿真作了分析，并讨论了产品制造中切削加工过程动力学模型的确定方法。首先直接获取冲击响应的原始信号，再将所有输入输出信号同时作高通和带通滤波，抑制了有害的干扰信号。数据处理时，在时域中按最小二乘法估计参数，参数估计收敛快，使观测总时间很短。因此，该方法简单实用，对加工过程具有十分重要的时间应用价值。     

复合材料圆角区结构完整性研究

先进复合材料在飞机结构中的应用越来越广泛,且开始出现在中央翼盒段、机翼等主承力结构上。实际应用中发现,在梁圆角区或者肋根部的倒角区,复合材料极易发生分层破坏,对结构的安全性构成严重的威胁,故复合材料圆角区结构完整性的研究具有重要的意义。使用有限元软件Abaqus,采用三维Hashin复合材料损伤判据,从复合材料圆角区的破坏模式和初始损伤对结构承载能力的影响两个方面对复合材料圆角区进行了分析研究。研究结果表明,该结构型式的主要破坏模式为分层破坏,且破坏起始位置均在靠近内侧厚度的约1/4处;初始损伤的存在对结构承载能力的影响是致命的,可使结构的承载能力降低约75%~80%。     

垂荡板水动力的数值模拟

将计算垂荡板的水动力问题简化为二维竖直平板的绕流问题，计算了在各种来流情况下垂荡板的受力，给出了在计算模型下流场后尾涡片的发展图景。与试验结果对比后发现，尽管计算模型和试验时的三维模型差距很大，但只需要调整计算条件，计算结果与试验结果即可较好地吻合。这表明，在类似的情况下对于不同形状的平板，存在可以简化到二维的可能。